Чтобы этот эффект имел место, электрическое поле должно быть настолько сильным, чтобы обеспечить такой наклон зон, при котором заполненные электронами уровни валентной зоны оказались напротив незаполненных энергетических уровней разрешенной зоны, а ширина потенциального барьера сравнима с длиной волны де Бройля электрона.

Напряжение туннельного пробоя сравнительно слабо зависит от температуры. Однако с ростом температуры ширина запрещенной зоны германия и кремния уменьшается, вероятность туннелирования возрастает, и величина критической напряженности поля уменьшается. Поэтому напряжение туннельного пробоя уменьшается.

Поскольку напряжение, при котором возникает лавинный и туннельный пробой достаточно стабильно, этот эффект используется для создания приборов, падение напряжения на которых остается стабильным при изменении тока –

стабилитронов.

Тепловой пробой pn-перехода

При увеличении обратного напряжения увеличивается мощность, рассеиваемая в переходе в виде тепла, поэтому для pn-переходов со сравнительно высокими обратными токами возможен разогрев.

Начавшийся разогрев, в свою очередь, приведет к увеличению обратного тока. Таким образом, в pn-переходе возникает положительная обратная связь, ведущая к возникновению тепловой неустойчивости – тепловому пробою.

Влияние сопротивления базы на ВАХ

Прямая ВАХ в полулогарифмическом масштабе

Толщина базы ln Wn Vcм , в свою очередь, влияет на закон распределения инжектированных носителей и диффузионных токов.

Характеристическое сопротивление диода

Различают два вида характеристического сопротивления диодов: дифференциальное сопротивление rd и сопротивление по постоянному току RD.

Дифференциальное сопротивление определяется как

Сопротивление по постоянному току RD

Определяется как отношение приложенного напряжения к протекающему току через диод:

На прямой ВАХ сопротивление RD >rd, на обратной – RD <rd.

В точке вблизи нулевого значения напряжения Vсм kTq

значения сопротивлений совпадают. Действительно, разложив экспоненту, получаем:

Переходные процессы в полупроводниковых диодах

При быстрых изменениях напряжения на полупроводниковом диоде значение тока через диод, соответствующее статической ВАХ, устанавливается не сразу. Процесс установления тока при таких переключениях называют

переходным процессам.

Переходные процессы в полупроводниковых диодах связаны с накоплением носителей в базе диода при его прямом включении и их рассасывании в базе при быстром изменении полярности напряжения на диоде. Так как электрическое поле в базе обычного диода отсутствует, то движение неосновных носителей в базе определяется законами диффузии и происходит относительно медленно. В результате кинетика накопления носителей в базе и их рассасывание влияют на динамические свойства диодов в режиме переключения.

С течением времени концентрация неравновесных носителей будет убывать, следовательно, будет убывать и обратный ток.

За время τ0, называемое временем восстановления обратного сопротивления или временем рассасывания, обратный ток придет к значению, равному току насыщения.